CN101401475A - 预定传输模式序列和反馈减小技术 - Google Patents

Abstract

一种连同功率排序一起使用预定的传输模式序列以便在提高SNIR水平的同时减少信令的系统。每个序列包括传输模式的矢量，其中每个模式可以包括信号星座图，级联的信道编码类型和速率，以及对于多输入多输出系统，一种类型的矩阵调制。对于每个用户设备，基站收发台可以估计干扰条件，并且基于该信息，将优选地决定用户设备每项的最优序列。

Description

预定传输模式序列和反馈减小技术

技术领域

本发明一般地涉及无线传输领域。更具体地，本发明涉及在无线通信中使用宽带多载波传输链路。

背景技术

本部分旨在提供在权利要求书中记载的本发明的背景技术或上下文。这里的描述可以包括可被推行的概念，但不必是先前已经设想或推行的概念。因此，除非在这里指示出，在该部分所描述的不是本申请中说明书和权利要求书的现有技术并且也不会由于包括在该部分而被承认是现有技术。

在无线通信系统中，移动台通过经由无线接口的连接与无线通信网络的接入台进行通信。

可用于特定无线通信系统的无线资源可以通过将无线资源划分成不同的信道而在没有干扰的情况下使用在不同的同时连接中。

例如，在频分多址(FDMA)中，不同的频率被用于不同的连接。在时分多址(TDMA)中，可用的无线资源被划分成帧，每个帧包括预定数目的时隙。对于每个连接，不同的时隙接着可被分配在每个帧中。在码分多址(CDMA)中，不同的码字可以用于不同的连接中，以便将数据在带宽上扩展。

无线通信系统通常包括如接入台的多个固定台，每个支持与位于由固定台服务的一个或多个子区域内的移动台进行通信。子区域可以例如是蜂窝通信系统的小区或扇区化的无线通信系统的扇区。可以理解如果下文中参考小区进行描述，则相同的情况也适用于扇区。

使用多个小区允许在各个小区内重用相同信道。然而，在该情形下，必须确保不仅在相应的小区内，而且在系统的不同小区间将干扰保持得足够低。

在蜂窝FDMA/TDMA系统中，通过在相同小区内的不同时隙上和/或不同的频率信道上传输信号来最小化小区内干扰。通过定义共信道再用距离来管理小区间干扰。即，相同的时隙/频率仅由彼此具有特定再用距离的小区来使用，再用距离被选择成使得这些小区间的共信道干扰由于传输信号的路径损耗而被充分减小。然而，为了最优地实施可用的无线资源或避免过度的使用带宽，在FDMA/TDMA系统中，低频率再用，即很小的再用距离可能是优选的。小的再用距离可以导致严重的小区间干扰，特别是在小区的边缘。在该情形下，为了将小区间干扰保持在可接受的水平上，智能的无线资源管理(RRM)是必不可少的。

在蜂窝CDMA系统中，通过正交码来减小小区内干扰，例如在下行链路上。通过扰码缓解小区间干扰。然而，在一些情况下，例如在高数据速率用户位于小区边缘的情况下，小区间干扰将变得很强并且没有可用于控制多小区环境中的干扰的机制。

对于具有低频率再用的蜂窝系统，其意味着相同的频率在彼此邻近的小区中重用，如果使用相同的频率信道，则小区间干扰或共信道干扰因此是个重要的问题。

在美国专利6,259,685中，已经提出通过根据时间来阻止要使用的传输功率来优化网络干扰电平。首先，载波频率被分配给具有相对密集的再用模式的小区。使用相同载波频率的小区接着被划分成类别。在每个类别中，属于相同类别并且使用基于时隙的相同信道的小区的传输功率被调整，从而每个小区具有各自的时隙基础传输功率限制，并且对于每个时隙，仅在一个小区中允许最大传输功率处的传输。

进一步提出了针对非CDMA类型系统，在不同小区中高功率传输被移位到不同的定时。高功率传输例如可被用于时隙、导频和系统信息块的传输。由于此类低频率再用环境中的时移，可以管理小区间干扰，从而可以避免由于不同小区内的峰值功率的同时传输造成的最坏干扰情形。

对于具有低或单一频率再用且没有信号扩展的蜂窝网络来说，为了缓解恶化传输性能并且对位于小区边缘处或者具有低信噪干扰比(SNIR)的其他位置处的用户设备造成不在服务的条件的小区间干扰问题，特别是在高网络负载的情况下，以前已经提出过使用功率序列。

功率序列的使用可以有助于阻止在小区边缘或在其他低SNIR位置中的用户在高负载条件下被封锁在网络之外。因此，功率序列的使用确保所有的用户在至少某个时间段具有最低限度的SNIR。然而，当在网络中采用功率序列时，网络产生波动的SNIR条件。为了在这样的条件下能够实现最大化的吞吐量，自适应调制和编码(AMC)成为必需。

在理想的情形下，对于每个用户和功率序列的每个“步长”，基站收发台(BTS)适配传输模式以最大化吞吐量。然而，如果对于每个步长，功率序列具有相对短的持续时间，则此类的适配机制可以导致显著的信令量。当在下行链路中操作或通过正交频分复用(OFDM)链路进行操作时，如果功率序列的一个步长持续在一个和若干个OFDM符号之间(假设解码不是盲的，而是基于前向反馈AMC信息)，则下行链路信令应该携带对于每个步长的每个载波的传输。然而，这样的信令量是不现实的并且因此期望减小信令量。

发明内容

本发明包括连同上面讨论的功率序列一起执行的预定传输模式序列的使用。每个序列包括传输模式的矢量，其中每个模式可包括信号星座图，级联信道编码类型和速率，以及对于多输入多输出(MIMO)系统，一种类型的矩阵调制。基站收发台(BTS)可以针对每个用户设备(UE)估计干扰条件并且基于该信息，基站收发台将优选地决定每个UE的最佳序列。特别地，对于多载波MIMO系统，先前已经提出适配和信令方案，其中子载波可以被分组成群(cluster)并且，对于每个群，通过单个比特来选择两个可能传输模式中的一个。本发明包括在网络中嵌入这种类型的适配和信令机制，使得序列中的每个传输模式可以刚好是两个可能模式中的一个。

本发明还包括扩展此类适配和信令的方法：超出使用两个传输模式构建的可能序列的集合。对于每个UE，BTS将选择最优的或次优的序列子集。利用若干个比特，BTS将接着选择什么序列将用于子载波的每个群。信令量将被显著地减小，因为仅在功率序列的开始处选择传输模式序列。另外，对于功率序列的每个新步长，新的传输模式并不需要被信号发送。当用于给定UE的序列集合限于两个时，在功率序列的开始处执行的信令将限于每个子载波群一个比特(除了总是需要有限数目的比特来指示两个组成的传输模式和两个序列)。利用本发明，作为减小的信令量的结果，相对于非自适应的系统实现了增加的吞吐量。

通过结合附图的下述详细说明，本发明的这些和其它目的、优点和特征，以及组织和运行的方式将变得清楚，其中在下述的几个附图中类似的元件以类似的标号表示。

附图说明

图1是无线通信系统的示意图；

图2是示出图1的系统中的DL传输功率的分配的流程图；

图3示出分配给图1的系统中的不同小区的“正交的”功率序列的示图；

图4示出针对图1的系统中的不同时隙的C/I比预测的示图；

图5是图1系统中使用的用于确定目标C/I的映射表；

图6是示出图1的系统中的UL传输功率的分配的流程图；

图7是示出根据本发明的一个实施方式的下行链路适配序列的示例操作的示图；

图8是可在本发明的实现中使用的移动电话的透视图；以及图9是图8的移动电话的电话电路的示意图。

具体实施方式

本发明包括连同上面讨论的功率序列一起执行的预定传输模式序列的使用。每个序列包括传输模式的矢量，其中每个模式可包括信号星座图，级联的信道编码类型和速率，以及对于多输入多输出(MIMO)系统，一种类型的矩阵调制。基站收发台(BTS)可以针对每个用户设备(UE)估计干扰条件并且基于该信息，基站收发台将优选地决定每个UE的最佳序列。特别地，对于多载波MIMO系统，先前已经提出适配和信令方案，其中子载波可以被分组成群并且，对于每个群，通过单个比特来选择两个可能传输模式中的一个。本发明包括在网络中嵌入这种类型的适配和信令机制，使得序列中的每个传输模式可以刚好是两个可能模式中的一个。

本发明还包括扩展此类适配和信令的方法：超出使用两个传输模式构建的可能序列的集合。对于每个UE，BTS将选择最优的或次优的序列子集。利用若干个比特，BTS将接着选择什么序列将用于子载波的每个群。信令量将被显著地减小，因为仅在功率序列的开始处选择传输模式序列。另外，对于功率序列的每个新步长，新的传输模式并不需要被信号发送。当用于给定UE的序列集合限于两个时，在功率序列的开始处执行的信令将限于每个子载波群一个比特(除了总是需要有限数目的比特来指示两个组成的传输模式和两个序列)。利用本发明，作为减小的信令量的结果，相对于非自适应的系统，实现了增加的吞吐量。

下文是功率序列的通用描述，其可以结合本发明的预定传输模式序列来使用。图1是无线通信系统的示意图，其允许针对下行链路和上行链路连接进行时隙的分配。应该注意到下文的功率排序的解释可以基于其在时域上的应用。然而，功率排序的方法也可以被扩展到其他的无线资源，例如频率、波束模式等。换句话说，如果将功率序列应用到频域，则下文中的时隙可以表示频率块。无线通信系统的例子是3G移动通信系统。无线通信系统包括移动通信网络和多个移动台，其中绘出两个移动台10、15。移动通信网络包括无线接入网络(RAN)，其具有RNC 20和多个基站，其中绘出两个基站30和35。每个基站30、35可以服务一个或多个小区。这在图1中通过与用于服务第一小区的第一基站30关联的第一组天线31、与用于服务第二小区的第一基站30关联的第二组天线32、与用于服务第三小区的第二基站35关联的第一组天线36以及与服务第四小区的第二基站35关联的第二组天线37来表示。基站30和35在时间上彼此同步。

在图1中，示出的移动台10、15位于由第一基站30的第二组天线32所服务的第二小区内。移动台10、15、RNC 20和基站30、35都包括支持时隙分配的相应处理部分11、21、33、38。基站的处理部分33、38形成分组调度器。支持可以通过软件实现在处理部分11、21、33和38的每个中。

对于每个移动台10、15，一个基站30是服务基站，该服务基站通常是可从其接收到最强信号的基站。移动台10可经由该服务基站30接入到蜂窝通信网络。

移动台10和基站30之间的每次通信基于时间帧。对于支持从基站30到移动台10的数据传输的下行链路连接，必须选择下行链路时间帧中的时隙并且必须确定传输功率，基站30将使用该传输功率来在该下行链路时隙中进行传输。对于支持从移动台10到基站30的数据传输的上行链路连接，必须选择上行链路时间帧中的时隙并且必须确定传输功率，移动台10将使用该传输功率在该上行链路时隙中进行传输。

在图2的流程图中示出图1的系统中的操作，该操作将用于传输的下行链路时隙和传输功率分配给相应的移动台10。图2在左手侧示出移动台10的处理部分11的操作，在中间示出基站30的处理部分33的操作，以及在右手侧示出RNC 20的处理部分21的操作。RNC 20向每个小区分配预先确定的下行链路功率序列，该每个小区由连接到RNC 20的基站30、35所服务(步骤211)。

下行链路功率序列包括一系列的功率电平Ptx，基站应该在这些功率电平处以定义的顺序、在相应小区内进行传输。功率序列仅为携带各个用户的净荷数据的那些时隙指示功率电平。

在图3的示图中示出两个小区的示例性功率序列。在顶部，该图示出与第一小区关联的功率序列与时间的关系。功率序列周期性地重复。在底部，该图示出与第二小区关联的功率序列与时间的关系。功率序列周期性地重复。理想地，每个小区应该使用一个功率序列，其“正交”于相邻小区或干扰小区。“正交性”大致指任意两个干扰小区将不同时使用高传输功率，如在图3中示出的两个功率序列的情形。

与一个小区关联的功率序列可以在另一非干扰小区内再用。当安装新的基站时，由其服务的小区也被分配各自的功率序列，该功率序列正交于相邻小区。为此，可用功率序列组具有足够多的成员来允许网络扩展而不需要为网络中的现有基站30、35重新分配所有的功率序列。该特征有易于降低网络规划的难度。

在基站30启动时，RNC 20向基站30提供已经分配给基站30自己的小区的下行链路功率序列，以及已经分配给干扰小区的功率序列。基站30存储接收到的功率序列以用于进一步使用。此外，基站30可以在广播信道中广播其自身的下行链路功率序列作为系统信息，以用于辅助移动台10、15处的信道估计(步骤221)。

蜂窝通信系统的每个移动台10、15以有规律的间隔测量所有小区的导频信道上的路径，从该信道能够接收到导频信号(步骤231)。路径损耗信息被频繁地更新，更新的频率影响提出的算法的准确度。更新的频率至少应该跟踪慢衰落的变化。此处路径损耗理解为包括常规距离和频率相关的路径损耗和由于阴影造成的损耗。

在蜂窝通信系统的每个小区内，移动台10之一向其服务基站30传输测量的路径损耗信息(步骤232)。服务基站30是为移动台10做出调度判定的基站。典型地，其是在导频信道上具有最高接收功率或最低路径损耗的基站。路径损耗信息包括路径损耗矢量 $\stackrel{\→}{{\mathrm{PL}}_k}=[L_{k1},L_{k2},\·\·\·L_{\mathrm{kn}}],$ 其中L_kx代表小区x和移动台k MS_k之间测量的路径损耗。在图1中，通过例子，指示出针对来自第一、第二和第三小区的导频信道而在移动台10处测量的路径损耗L_k1、L_k2、L_k3，并且也指示出提供给基站30的得到的路径损耗矢量

服务基站30接收和存储来自相应的移动台10的接收到的路径损耗矢量(步骤222)。通过该路径损耗矢量，基站30知道对于其正在服务的移动台10，系统的哪些小区将是干扰小区。基于存储的路径损耗矢量和下行链路存储的功率序列，基站30接着针对移动台10预测帧的每个时隙t的C/(I+N)。(步骤223)

存储的功率序列指示所有的小区将在某个时隙t使用的传输功率电平。在干扰受限的系统中，而且干扰I远大于噪声N。因此，针对由第i个基站30在时隙t时发送的信号，在移动台k处的C/(I+N)可以表示如下：

${(C/I+N)}_k^t={\left(\frac{C}{I}\right)}_k^t=\frac{\mathrm{Pt}{x}_l^t/L_{\mathrm{kl}}}{\mathrm{Pt}{x}_1^t/L_{k1}+\mathrm{Pt}{x}_2^t/L_{k2}+\·\·\·+\mathrm{Pt}{x}_n^t/L_{\mathrm{kn}}}$

其中

不包括在和 $\mathrm{Pt}{x}_1^t/L_{k1}+\mathrm{Pt}{x}_2^t/L_{k2}+...+\mathrm{Pt}{x}_n^t/L_{\mathrm{kn}}$ 中。

是基站30根据相关联的功率序列、针对第二小区中的时隙t使用的传输功率电平，并且

是根据相应的相关联的功率序列、针对干扰小区中的时隙t所使用的传输功率电平。

在图4中示出示例性的预测C/I。在底部，图4示出包括多个时隙的帧的图示。在顶部，附图示出与第二小区相关联的功率序列与时间的关系，类似于图3顶部的示图。可以看出在该例子中，功率序列将相同的功率电平与四个连续时隙的相应组进行关联。在中间，附图示出针对顶部的功率序列所关联的第二小区预测的C/I与时间的关系。尽管载波值C中的变化取决于根据相关联的功率序列在当前的小区中使用的下行链路传输功率的变化，但是干扰值I取决于根据相应的关联功率序列在所有的干扰小区中使用的下行链路传输功率的变化。因此，C/I随时间的变化不同于下行链路传输功率随时间的变化。

针对每个时隙t的预测

涉及针对移动台k在某个时隙可以预期的链路性能或链路吞吐量。因此，针对移动台k，基站30另外将所需的链路性能或链路吞吐量映射到目标C/I，称为

(步骤224)。该映射通过映射表来执行，该映射表将以dB为单位的目标C/I或C/I+N值与所需的链路性能和/或所需的链路吞吐量进行关联。所需的链路性能可以例如通过最大误帧率、最大误分组率或最大误比特率来表示，而所需的链路吞吐量可以例如以最小bit/s(比特每秒)来表示。在图5中示出示例性的映射表。该表例如可以根据链路级仿真结果或区域测量值来生成。应该注意到作为变形，该表也可以包括使用的调制和前向编码。

基站30现在选择时隙t，该时隙对于具有最小裕度的当前考虑移动台k来说将得到足够的C/I，即对于时隙t， ${\mathrm{\η}}_k^{\mathrm{KL}}\left(t\right)={\left(\frac{C}{I}\right)}_k^{T\arg \mathrm{et}}/{\left(\frac{C}{I}\right)}_k^t\≤1$ 最接近于一(步骤225)。

基站30接着可以使用由针对第二小区的下行链路功率序列关联到该时隙的传输功率来在选择的时隙内将分组发送到移动台10。对于有数据处于队列的小区中的所有其他移动台15，实施参考图2的步骤222到225所描述的相同处理。(步骤226)另外，对于所有的移动台10、15，以有规律的间隔重复该处理。间隔的长度可以例如取决于移动台10、15测量所需的路径损耗的频率。可选地，其可以比路径损耗的测量更为频繁地重复，例如在每个帧中，该帧可能持续小于一毫秒。

通过预先知道链路吞吐量，即，可实现的容量，基站30因此可以调度分组传输，使得根据可实现的容量来最优地排序和服务针对所服务的小区的队列中的容量请求(CR)。另外，可以做出最优的调度判定以最大化小区吞吐量。

必须注意到功率序列仅限制了基站在给定的时隙内针对特定的小区可以使用的最大传输功率。如果仍可以获得足够高的C/I，则不阻止基站使用更低的传输功率。这样做是安全的，因为干扰I的估计总是高估的，因为其是基于最大允许值。然而，从最大允许值降低传输功率将导致网络中无线资源的浪费，因为给定小区中的调度是基于来自干扰小区的预测最大干扰。因此，上述定义的值

可以被理解为针对移动台k的调度良好度的品质因数。作为例子，如果以η＝0.5的值来调度所有的移动台，至多可以获得50％的网络容量。因此链路适配应该使用任何额外的功率裕度来增加信息率。

如果需要，存储的功率序列可以在基站30、35请求时修改(步骤227)。如果在靠近具有高业务量的小区边缘有某些移动台15，例如服务基站30可以被启用来改变与小区相关联的功率序列，使得针对该小区的平均传输功率增加。一种用于实现分配的功率序列的改变的可能性是选择的时隙被定义为“通配符”时隙并且预先在所有的功率序列中设置成低功率值。接着基站30、35可以通过预留方案将高功率值分配给此类通配符时隙。

整体上来说，仅当基站30、35中的一个改变与其小区中的一个关联的功率序列时，例如自适应地响应于负载条件中的改变时，才需要基站30、35之间的通信(或涉及RNC 20的通信)，以便更新针对干扰小区的存储的功率序列。因此，期望基站间的信令流量是最小的。

将时隙t分配到上行链路连接是所描述的将时隙t分配到下行链路连接的变体，这将在下文中参考图6的流程图来进行描述。

图6在左手侧示出基站30的处理部分33执行的操作并且在右手侧示出由RNC 20的处理部分21执行的操作。RNC 20向每个小区分配预定的上行链路功率序列，这可能不同于分配给同一小区的下行链路功率序列(步骤611)。

在上行链路情况下，尽管如此，功率序列并不限制其所分配到的小区的任何传输功率。替代地，上行功率序列包括一系列接收到的功率电平S，该功率电平S对于相应的时隙t，限制基站30在服务小区内接收到来自所有干扰小区的最大上行链路干扰功率。与干扰小区关联的上行链路功率序列应该同等地彼此“正交”。

从由移动台10、15在图2的步骤231中针对下行链路传输实施的测量可以知道相应的移动台10、15和各种基站30、35之间的路径损耗。因此不再指示移动台10、15中的相应操作，而是仅仅接收和存储针对每个移动台的路径损耗(步骤622)。应该理解，接收和存储仅需要一次，因此图2的步骤222和图6的步骤622实际上是相同的步骤。

小区i(在本例子中是图1中的第二小区)的上行链路功率序列可以写作，其中

是针对小区i中的第t个时隙的上行链路功率电平。S现在被分解成来自所有干扰小区 $S_{\mathrm{ij}}^t={\mathrm{\γ}}_{\mathrm{ij}}{S}_l^t$ 的干扰成分，其中

是在小区i中接收到的来自小区j的最大允许上行链路干扰功率(步骤623)。γ_ij独立于时隙并且为基站30所知。γ_ij的值由服务相应小区i和j的基站30、35基于长期干扰监视来达成一致并且特别地在RNC20中确定。选择值使得对于相应的小区i，∑γ_ij＝1。

下一步，服务小区i的基站30计算针对移动台k(在本例子中是移动台10)的最大允许传输功率

对于所有的时隙，时隙t被用作例子。根据以下条件来计算传输功率

即在任意小区j接收到的来自小区i的上行链路干扰功率应该不超过

$P_k^t=\underset{j}{\min }(S_{\mathrm{ji}}^t\·L_{\mathrm{kj}}^t)=\underset{j}{\min }({\mathrm{\γ}}_{\mathrm{ji}}\·S_j^t\·L_{\mathrm{kj}}^t)$

其中如上所示，L_kj：表示从移动台k到小区j的路径损耗。服务小区通常从最小化计算中省略去(步骤624)。

最后，服务小区i的基站30现在可以针对移动台k计算针对每个上行链路时隙t的最大可实现C/II i N I：

${(C/I+N)}_k^t={\left(\frac{C}{I}\right)}_k^t=\frac{\mathrm{Pt}{x}_l^t/L_{\mathrm{kl}}}{\mathrm{Pt}{x}_1^t/L_{k1}+\mathrm{Pt}{x}_2^t/L_{k2}+\·\·\·+\mathrm{Pt}{x}_n^t/L_{\mathrm{kn}}}$

噪声N再次假设远小于干扰I(步骤625)。

进一步，基站30针对每个时隙t确定移动台k的目标C/I(步骤626)。

基站30现在可以从目标C/I计算品质因数qr(t)，以便由移动台k将上行链路传输调度到特定的时隙t：

${\mathrm{\η}}_k^{\mathrm{UL}}\left(t\right)\≡\frac{\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{P}_k^t/L_{\mathrm{kj}}}{\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{ji}}\·S_j^t},{\left(\frac{C}{I}\right)}_k^{T\arg \mathrm{et}}/{\left(\frac{C}{I}\right)}_k^t\≤1$

品质因数类似于下行链路情形中的品质因数，但其具有附加的乘数，该乘数说明小区i能够使用多少分配的干扰预算。附加乘数的求和针对γ_ji≠⁰的那些小区j。品质因数越接近于一，网络无线资源将得到更好的使用。对于小区i中的每个移动台k，基站30因此选择得到足够高C/I的时隙t，即，具有一以下的最高

值的C/I。针对移动台k选择的时隙t和针对移动台k在步骤624中计算的最大传输功率

和该时隙被传送到相应的移动台k(步骤627)。

移动台10接着可使用指示的传输功率在选择的时隙内向基站30发送分组。如果需要的话，可以在经由RNC 20的基站30、35之间的互操作(步骤612)中修改上行链路功率序列(步骤628)。对于队列中有数据的小区中的所有其他移动台15，实施参考图6的步骤622到627所述的相同处理(未示出)。

利用参考图2和图6所示的操作，因此仅下行链路和上行链路功率序列必须在启动时从RNC 20传送到基站30、35，以便将合适的时隙和传输功率分配给下行链路和上行链路连接。在网络中无需另外的信令，除非要改变功率序列。此外，在基站30处仅需要由移动终端10、15做出路径损耗测量。

在下文中，将详细论述修改功率序列和优化时隙分配的一些可能。

在高负载情况下，分配的功率序列为每个小区提供时隙，在每个小区中，来自其他小区的干扰电平是低的，而小区本身可以使用较高的功率。基站30针对需要高C/I的移动台10、15或针对远离基站30的那些移动台10、15使用此类时隙。如果没有足够多的此类时隙允许高的传输功率可用于小区，则队列开始增长。如果一个小区的队列比那些相邻的小区变得更长，则服务基站30可以与其他基站35或RNC 20进行协商以采用更适合于服务此类移动台的功率序列，或使用建议的预留机制。这将不会导致大量的信令，因为这些是比典型调度周期更为长期的适配。如果所有的小区具有增长的队列，则这意味着网络过载情形。

在低负载情形下，分配的功率序列可以具有多个“通配符”时隙，即在所有的下行链路功率序列中具有低值以及在所有的上行链路功率序列中具有高值的时隙。基站接着将那些时隙之一预留更长的时间周期。通过获得允许用于该时隙的高传输功率，下行链路通配符时隙的预留发生。在上行链路中，预留“通配符”时隙将意味着获得低接收干扰功率允许。在此类情形下，可能会频繁地发生小区不能满足给予它的干扰预算，但该情形在负载低时是可接受的。

当网络负载增长时，网络可接着开始分配具有越来越少的通配符时隙的功率序列。所有这些是在基站间具有低信令负载的统计改变。

为了进一步改进时隙分配，基站此外可以基于在每个时隙处的预测C/I来最优地移动容量请求的顺序，使得最大化可实现的吞吐量。例如，如果两个时隙必须分配给两个移动台，品质因数的值对于移动台1的时隙可以分别是0.5和0.6，而对于移动台2的时隙可以分别是0.2和0.9。在没有优化的情况下，移动台1可以简单地首先选择时隙。在该情形下，第一时隙将被分配给移动台2，而第二时隙将被分配给移动台1，尽管可能将第一时隙分配给移动台1而将第二时隙分配给移动台2是更优的顺序。

可以若干种方式获得更为优化的分布。在第一种方法中，例如，首先选择最高比率。在上述的例子中，这意味着首先选择针对移动台2的0.9时隙。在第二种方法中，所有用户的最低限度比率被最大化。在上面的例子中，这意味着选择针对移动台1的0.5时隙好于选择针对移动台2的0.2时隙。

可以注意到所述的实施方式可以多种方式进行改变并且其构成多种可能实施方式中的一种。例如，示出的支持分组调度判定的算法仅是示例性的。另外可以使用其他的策略，这些策略利用通过使用从移动台到基站的已知功率序列和路径损耗测量来最大化分配的干扰预算的使用的思想。

为了理解本发明的细节，假设存在蜂窝网络是有益的，其中下行链路物理连接包括宽带多载波链路。网络结合低的或单一的频率再用因子来操作，并且没有扩频或加扰。因此，尤其在小的小区的边缘，吞吐量是干扰受限的。还假设网络使用所讨论的功率序列。对于具有标识符i的给定BTS，功率序列表达为 ${\mathrm{\Σ}}^i\left(t\right)=[P_1^i,P_2^i\·\·\·P_n^i]---\left(1\right).$

在等式(1)中，t是时域和频域之一的启始实例，并且n是包括在序列中的时间步长的数目(如果t是时域的启始实例)或频率块的数目(如果t是频域的启始实例)。在OFDM系统中，一个步长例如可以是一到若干个OFDM符号的持续时间。如果假设一个步长的持续时间是时间单位，则序列持续从t到t+n-1。序列可以被缓慢地修改以遵从网络负载的演进，使得序列Σⁱ(t+n)可以不同于先前的一个。直接地干扰BTS从不同时使用相同的功率序列。当Σⁱ(t)开始时，根据干扰小区的功率序列，不同的UE将经历不同的SNIR条件。假设UE周期性地测量由它们的接收机观察到的SNIR，并且将其反馈回给BTS。利用该反馈回的信息，BTS可以构建相邻BTS和UE之间的估计阴影值的数据库。因此，如果BTS知道干扰小区的功率序列，则其将能够在每个时刻估计由每个UE所经历的SNIR。对于MIMO系统，除了SNIR，UE将经由反馈向BTS通知关于其他信道的统计(例如，针对子载波的每个群的信道实际排列估计)。

本发明提出通过使用功率序列来使用预定的传输模式序列来最大化网络的吞吐量。为了本发明的目的，在时间t属于小区或扇区i的用户数目被表示为Uⁱ(t)。针对一个子载波的可能传输模式的集合表示为M＝{m₁，m₂，...m_K}。如果N是子载波的总数目，则针对用户u的传输模式序列被定义为：

${\mathrm{\Θ}}_u^i\left(t\right)=\{[m_{11},m_{12},...m_{1n}][m_{21},m_{22},...m_{2n}]...[m_{N1},m_{N2},...m_{\mathrm{Nn}}]\},$ 1≤u≤Uⁱ(t)，m_kj∈M (3)

在每载波两个可能传输模式和两个可能序列的情况下，假设子载波被划分成称为群的连续单元组。给定群中的每个子载波具有相同的传输模式。假设级联的信道编码沿整个OFDM符号(或OFDM符号的一部分，或若干个符号)执行并且如此不是群特定的。在BTS中的适配算法被设计成使得对于每个子载波选择两种模式中的一种： $\tilde{M}=\{m_k,m_l\},$ m≠l，1≤m，l≤k。在这种情况下，对于一个子载波的可能传输模式序列仅是2ⁿ。假设适配算法将如下选择那些序列中的两个。如θ_i是包括模式

的通用序列，则下面被定义：

Ψ＝{θ_p，θ_q}，1≤p，q≤2″。在该情形下，用户u的传输模式序列成为：

${\widetilde{\mathrm{\Θ}}}_u^i\left(t\right)=\{{\mathrm{\σ}}_1,{\mathrm{\σ}}_2,...{\mathrm{\σ}}_n\}$ 1≤u≤Uⁱ(t)，σ_k∈Ψ (3)

当这种组织自适应传输的方式与非自适应系统进行比较时可以得到显著的吞吐量增益，同时仅需要有限的信令。假设在BTS处计算

并且将其前向反馈到UE，每功率序列周期的信令比特量是：

个比特用于信令

2n个比特用于信令Ψ，

针对每个群，个比特用于信令σ_k，

在对上述的变形中，也可以支持多于两个的序列。这意味着在每个适配周期每个群传输多于一个的信令比特。另外的变形包括在传输序列中支持多个传输模式的情形。这可以与两个或多个传输序列的信令进行组合。这假设在时域上应用功率序列。在对上述的另一扩展或变形中，可以在频域中应用功率序列，该方法与频域功率序列的组合将得到信令比特的进一步减小(在该情形下是2n比特)。

一般地，本发明可以被扩展到使用特定数目的传输模式和特定数目的序列的组合。当适配周期短时，信令比特的数目将估计为更低并且反之亦然。

本发明的实现通常如下。本发明可以被实现在蜂窝网络，其中下行链路是自适应宽带多载波链路，例如OFDM链路。图7示出下行链路适配如何对每个UE起作用。正如图7中所示，BTS 700通过下行链路发送包含适于信道估计的信号的第一帧720。UE 710接收第一帧720并且估计信道统计。UE 720通过上行链路经由第二帧730将信道统计估计的可能压缩的版本反馈回BTS 700。BTS计算传输模式并且通过下行链路720通过第三帧740将其前向馈送到UE 710。在第三帧740、第四帧750和下面的帧中，常规的下行链路传输可以启动。

在功率序列的长度为n＝8个步长并且一个步长由2个OFDM符号给出的系统中，每个功率序列在16个符号上扩展。对于例如具有N_tot＝256个子载波，N＝200个活跃子载波，C＝8个子载波的群的5MHz信道，总共有25个群。在每子载波两个可能的传输模式和两个可能的序列的情况中用于适配的前向反馈信令的数量如下。在该情形下，假设系统以包括16个OFDM符号的帧进行工作，并且适配周期时间等于2个帧＝2·16·51.2μs＝1.6ms。假设DL是使用下面的表1中的调制模式的4 x 2MIMO链路，其中级联的信道编码可以具有三种不同的速率(例如，1/3、1/2、2/3)。

表1-用于4×2MIMO链路的矩阵调制集

 

矩阵调制的类型	矩阵调制符号率	星座图	未编码频谱效率(bits/s/Hz)
				具有最优矩阵旋转的对角ABBA(diag-ABBA)	1	QPSK或16-QAM	2或4
具有最优旋转的双-ABBA(DABBA)	2	QPSK或16-QAM	4或8

信令率接着由下面给出：

个比特用于信令

           ->8个比特

2n个比特用于信令Ψ                  ->16个比特

针对每个群，

个比特用于信令σ_k  ->25个比特

每1.6ms，总共30.6kbit/s。

图8和图9示出了一个可实施本发明的具有代表性的电子设备12。但是应当理解的是，本发明并不旨在局限于一种特定类型的电子设备812。图2和图3的电子设备812包括壳体830、液晶显示屏形式的显示器832、小键盘834、麦克风836、耳机838、电池840、红外端口842、天线844、根据本发明的一种实施方式的UICC形式的智能卡846、读卡器848、无线接口电路852、编解码器电路854、控制器856和存储器858。各个电路和元件都是本领域公知的类型，例如在诺基亚移动电话的范围内。应该注意到这些组件的一些或所有可以被包括在用户设备的部件中或包括在基站收发台中。

本发明是以方法步骤的一般上下文方式描述的，这种方法步骤在一种实施方式中可以由程序产品来实施，该程序产品包含由联网环境中的计算机执行的例如程序代码的计算机可执行指令。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件、数据结构等等。计算机可执行指令、相关联的数据结构以及程序模块表示用于执行本文所述方法步骤的程序代码的示例。这种可执行指令或相关联的数据结构的特定序列表示用于实施这些步骤中所描述的功能的相应动作的示例。

本发明的软件和web实现可以通过具有基于规则的逻辑以及其它用以完成各种数据库搜索步骤、相关步骤、比较步骤和决策步骤的逻辑的标准编程技术来完成。还应当指出的是，此处以及权利要求中使用的词语“组件”和“模块”意在包含使用一行或多行软件代码的实施和/或硬件实施和/或用于接收手动输入的装备。

本发明实施方式的上述说明是为了说明和描述的目的。其并不意在穷举或是将本发明限制为所公开的精确形式，并且修改和变化可以参照上述教导做出，或者可以从本发明的实践中获得。选择和描述实施方式是为了解释本发明的原理及其实践应用，以便使本领域技术人员能够在各种实施方式中利用本发明并且可以具有各种修改以适应于特定的预期应用。

Claims (35)

1.一种通过无线通信链路向用户设备传送信息的方法，包括：

通过下行链路向用户设备传送第一帧，所述第一帧适用于信道估计；

通过上行链路从所述用户设备接收第二帧，所述第二帧包括信道估计；

使用从所述用户设备接收到的信道估计从多个潜在传输模式计算传输模式，所述传输模式根据预定的传输模式序列来进行计算；以及

使用计算的传输模式、通过下行链路向所述用户设备传送第三帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中根据计算的功率序列、通过下行链路传送所述第三帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其中计算的功率序列包括 ${\mathrm{\Σ}}^i\left(t\right)=[P_1^i,P_2^i...P_n^i],$ 其中t是时域或频域中的启始实例，并且n是包含在序列中的时间步长或频率块的数目。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输模式序列包括 ${\mathrm{\Θ}}_u^i\left(t\right)=\{[m_{11},m_{12},...m_{1n}][m_{21},m_{22},...m_{2n}]...[m_{N1},m_{N2},...m_{\mathrm{Nn}}]\},$ 1≤u≤Uⁱ(t)，m_kj∈M，其中Uⁱ(t)是在时间t处属于小区或扇区i的用户的数目，M＝{m₁，m₂，...m_K}是用于一个载波或群的可能的传输模式的集合，N是无线通信链路内的子载波或群的总数目，并且其中一个群包括一组子载波。

5.根据权利要求4所述的方法，其中多个可能的传输模式包括两个潜在传输模式。

6.根据权利要求4所述的方法，其中对于每个子载波或群，有两个潜在传输模式序列。

7.根据权利要求4所述的方法，其中对于每个子载波或群，有多于两个潜在传输模式序列。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述下行链路包括宽带多载波链路。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述宽带多载波链路包括OFDM链路。

10.一种用于通过无线通信链路向用户设备传送信息的计算机程序产品，包括：

用于通过下行链路向用户设备传送第一帧的计算机代码，所述第一帧适用于信道估计；

用于通过上行链路从所述用户设备接收第二帧的计算机代码，所述第二帧包括信道估计；

用于使用从所述用户设备接收到的信道估计从多个潜在传输模式计算传输模式的计算机代码，所述传输模式根据预定的传输模式序列来进行计算；以及

用于使用计算的传输模式、通过下行链路向所述用户设备传送第三帧的计算机代码。

11.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中所述第三帧根据计算的功率序列、通过下行链路进行传送。

12.根据权利要求11所述的计算机程序产品，其中计算的功率序列包括 ${\mathrm{\Σ}}^i\left(t\right)=[P_1^i,P_2^i...P_n^i],$ 其中t是时域或频域中的启始实例，并且n是包含在序列中的时间步长或频率块的数目。

13.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中所述传输模式序列包括

${\mathrm{\Θ}}_u^i\left(t\right)=\{[m_{11},m_{12},...m_{1n}][m_{21},m_{22},...m_{2n}]...[m_{N1},m_{N2},...m_{\mathrm{Nn}}]\},$ 1≤u≤Uⁱ(t)，m_kj∈M，其中Uⁱ(t)是在时间t处属于小区或扇区i的用户的数目，M＝{m₁，m₂，...m_K}是用于一个载波或群的可能的传输模式的集合，N是无线通信链路内的子载波或群的数目，并且其中一个群包括一组子载波。

14.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中多个可能的传输模式包括两个潜在传输模式。

15.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中对于每个子载波或群，有两个潜在传输模式序列。

16.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中对于每个子载波或群，有多于两个潜在传输模式序列。

17.根据权利要求10所述的计算机程序产品，其中所述下行链路包括OFDM链路。

18.一种基站收发台，包括：

处理器；以及

存储单元，可通信地连接到处理器并且包括用于通过无线通信链路向用户设备传送信息的计算机程序产品，包括：

用于通过下行链路向用户设备传送第一帧的计算机代码，所述第一帧适用于信道估计；

用于通过上行链路从用户设备接收第二帧的计算机代码，所述第二帧包括信道估计；

用于使用从用户设备接收到的信道估计从多个潜在传输模式计算传输模式的计算机代码，所述传输模式根据预定的传输模式序列来进行计算；以及

用于使用计算的传输模式、通过下行链路向用户设备传送第三帧的计算机代码。

19.根据权利要求18所述的基站收发台，其中所述第三帧根据计算的功率序列、通过下行链路进行传送。

20.根据权利要求19所述的基站收发台，其中计算的功率序列包括 ${\mathrm{\Σ}}^i\left(t\right)=[P_1^i,P_2^i...P_n^i],$ 其中t是时域或频域中的启始实例，并且n是包含在序列中的时间步长或频率块的数目。

21.根据权利要求18所述的基站收发台，其中所述传输模式序列包括 ${\mathrm{\Θ}}_u^i\left(t\right)=\{[m_{11},m_{12},...m_{1n}][m_{21},m_{22},...m_{2n}]...[m_{N1},m_{N2},...m_{\mathrm{Nn}}]\},$ 1≤u≤Uⁱ(t)，m_kj∈M，其中Uⁱ(t)是在时间t处属于小区或扇区i的用户的数目，M＝{m₁，m₂，...m_K}是用于一个载波或群的可能的传输模式的集合，N是无线通信链路内的子载波或群的总数目，并且其中一个群包括一组子载波。

22.根据权利要求21所述的基站收发台，其中多个可能的传输模式包括两个潜在传输模式。

23.根据权利要求21所述的基站收发台，其中对于每个子载波或群，有两个潜在传输模式序列。

24.根据权利要求21所述的基站收发台，其中对于每个子载波或群，有多于两个潜在传输模式序列。

25.一种通过无线通信链路从基站收发台接收信息的方法，包括：

通过下行链路从基站收发台接收第一帧，所述第一帧适用于信道估计；

通过上行链路向所述基站收发台传送第二帧，所述第二帧包括信道估计；以及

通过下行链路从使用计算的传输模式的基站收发台接收第三帧，所述计算的传输模式是使用所述信道估计从多个潜在传输模式计算出的，所述传输模式根据预定的传输模式序列进行计算。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述第三帧根据计算的功率序列、通过下行链路进行接收。

27.根据权利要求26所述的方法，其中计算的功率序列包括 ${\mathrm{\Σ}}^i\left(t\right)=[P_1^i,P_2^i...P_n^i],$ 其中t是时域或频域中的启始实例，并且n是包含在序列中的时间步长或频率块的数目。

28.根据权利要求25所述的方法，其中所述传输模式序列包括 ${\mathrm{\Θ}}_u^i\left(t\right)=\{[m_{11},m_{12},...m_{1n}][m_{21},m_{22},...m_{2n}]...[m_{N1},m_{N2},...m_{\mathrm{Nn}}]\},$ 1≤u≤Uⁱ(t)，m_kj∈M，其中Uⁱ(t)是在时间t处属于小区或扇区i的用户的数目，M＝{m₁，m₂，...m_K}是用于一个载波或群的可能的传输模式的集合，N是无线通信链路内的子载波或群的总数目，并且其中一个群包括一组子载波。

29.根据权利要求28所述的方法，其中多个可能的传输模式包括两个潜在传输模式。

30.根据权利要求28所述的方法，其中对于每个子载波或群，有两个潜在传输模式序列。

31.根据权利要求28所述的方法，其中对于每个子载波或群，有多于两个潜在传输模式序列。

32.一种用于通过无线通信链路从基站收发台接收信息的计算机程序产品，包括：

用于通过下行链路从基站收发台接收第一帧的计算机代码，所述第一帧适用于信道估计；

用于通过上行链路向所述基站收发台传送第二帧的计算机代码，所述第二帧包括信道估计；以及

用于通过下行链路从使用计算的传输模式的基站收发台接收第三帧的计算机代码，所述计算的传输模式是使用所述信道估计从多个潜在传输模式计算出的，所述传输模式根据预定的传输模式序列进行计算。

33.根据权利要求32所述的计算机程序产品，其中所述传输模式序列包括

${\mathrm{\Θ}}_u^i\left(t\right)=\{[m_{11},m_{12},...m_{1n}][m_{21},m_{22},...m_{2n}]...[m_{N1},m_{N2},...m_{\mathrm{Nn}}]\},$ 1≤u≤Uⁱ(t)，m_kj∈M，其中Uⁱ(t)是在时间t处属于小区或扇区i的用户的数目，M＝{m₁，m₂，...m_K}是用于一个载波或群的可能的传输模式的集合，N是无线通信链路内的子载波或群的总数目，并且其中一个群包括一组子载波。

34.一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储单元，可通信地连接到处理器并且包括用于通过无线通信链路从基站收发台接收信息的计算机程序产品，包括：

用于通过下行链路从基站收发台接收第一帧的计算机代码，所述第一帧适用于信道估计；

用于通过上行链路向所述基站收发台传送第二帧的计算机代码，所述第二帧包括信道估计；以及

用于通过下行链路从使用计算的传输模式的基站收发台接收第三帧的计算机代码，所述计算的传输模式是使用所述信道估计从多个潜在传输模式计算出的，所述传输模式根据预定的传输模式序列进行计算。

35.根据权利要求34所述的电子设备，其中所述传输模式序列包括 ${\mathrm{\Θ}}_u^i\left(t\right)=\{[m_{11},m_{12},...m_{1n}][m_{21},m_{22},...m_{2n}]...[m_{N1},m_{N2},...m_{\mathrm{Nn}}]\},$ 1≤u≤Uⁱ(t)，m_kj∈M，其中Uⁱ(t)是在时间t处属于小区或扇区i的用户的数目，M＝{m₁，m₂，...m_K}是用于一个载波或群的可能的传输模式的集合，N是无线通信链路内的子载波或群的总数目，并且其中一个群包括一组子载波。

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